Zusammenhang zwischen Planetenart und Sternennähe

[Apollo]

Soweit ich weiss gibt es einen Zusammenhang zwischen Planetenart und Sternennähe. Demnach sind terrestrische Planeten (wie zum Beispiel die Erde) immer näher an dem Stern als jovianische Planeten (wie zum Beispiel der Jupiter). Und ab einer bestimmten Nähe zum Stern kann es überhaupt keine jovianische Planeten mehr geben.
Wer kann dazu Genaueres sagen?

[Kopernikus]

Das war bislang zumindest die gängige Theorie, das sich Gesteinsplaneten im inneren Bereich eines Sonnensystems bilden und Gasriesen weiter draussen. Allerdings widersprechen bislang fast alle bekannten Plantensysteme diesem Muster. Bei fast allen sind die Gasriesen sehr dicht an ihrem Stern dran, teilweise wesentlich dichter als Merkur an unserer Sonne.
IOnweiweit das nun ein rein statistischer Effekt ist, oder die bisherigen Theorien zur Planetenbildung falsch sind, kann bislang niemand sagen. Es dürfte auch noch einige Jahre, wenn nicht Jahrzehnte dauern, bis irgendjemand dazu vernünftige Aussagen dazu machen kann, dafür sind einfach zuwenig andere Sonnensyteme bekannt.

[Apollo]

Gibt es auch irgend eine Erklärung dafür, dass sich Gasplaneten weiter außen bilden als Gesteinsplaneten (Auch wenn es nicht unbedingt richtig zu sein scheint)?

[LuckyGuy]

Die gängige Erklärung bisher war, dass die bei der Enstehung eines Sternes auftretenden viel heftigeren Sonnenwinde die meisten Gasförmigen Stoffe vom Nahbereich der Sonne "wegblasen".

Es war nach dieser Theorie schlicht kein Gas mehr in relativer Sonnenähe vorhanden, aus dem sich hätten Gasriesen bilden können.

DIe Entdeckung von extralsolaren Planeten in den letzten 10 Jahren aber bringt diese Theorie ins Wanken, weil diese Gesriesen sehr häufig in unmittelbarer Nähe zu ihrem "Mutterstern" anzutreffen sind.

Allerdings gibt es die Theorie, dass auch diese Gasriesen erst "weiter draußen" entstanden sind und dann nach "innen" wanderten.

Warum das so ist, habe ich nicht verstanden, aber es hat was mit dem Anteil an schwereren Elementen in "neueren" Sonnensystemen zu tun.

Nach dieser Theorie jedenfalls ist inzwischen schon so viel Wasserstoff verbraucht und zu schwereren Elementen fusioniert, dass neu entstehende Sonnensysteme immer einen sehr hohen Anteil an schweren Elementen haben, so dass ein Sonnensystem wie das unsere heutzutage vielleicht gar nicht mehr entstehen kann.

Will sagen: Durch den höheren Anteil an schweren Elementen wandern die Gasriesen in neu entandenen Sonnensystemen heutzutage immer auf die Innenbahnen und schlucken dabei die Gesteinsplaneten.

Leben wie auf der Erde kann sich daher in neueren Sonnensystemen vielleicht gar nicht mehr entwickeln...

[Bynaus]

Ich kann mich meinen Vorrednern anschliessen.

Der Grund, warum heute wahrscheinlich mehr solche "Hot Jupiters" (sternnahe Gasriesen) entstehen liegt daran, dass der Gasriese aufgrund der Interaktion mit der Staub- und Gasscheibe um den Stern nach innen wandert. Je dichter diese Staubscheibe ist, desto eher und schneller wandert er nach innen. Da in der Galaxis durch die vielen Sterngenerationen schon viel Wasserstoff zu schwereren Elementen fusioniert wurde, sind die Staubscheiben heute im Schnitt dichter (=mehr schwere Elemente pro Volumen) als früher. Dadurch gehen die Gasriesen heute eher nach innen als früher. Das ist aber, wie gesagt, nur eine Theorie, und es fehlen einfach die notwendigen statistischen Daten, um die Theorie zu belegen oder zu wiederlegen. Wenn dann einmal einige 10'000 Extrasolare Planeten bekannt sind, wird eine vernünftige Abschätzung möglich sein. Auch durch die Anwendung anderer Entdeckungsmethoden als der Dopplerverschiebung sollten die systematischen Fehler ausgehebelt werden. In ca. 10 Jahren wissen wir wahrscheinlich schon viel mehr.

Was ich noch sagen wollte: die Felsplaneten, die sich im Inneren des Systems bildeten, müssen nicht zwangsläufig gschluckt werden - einige werden bestimmt in eine Umlaufbahn um den Gasriesen treten. Und da sich einige der Gasriesen in ca. 1 AU Entfernung von ihrem Stern befinden, besteht Grund zur Hoffnung, dass zumindest einige von erdähnlichen Planeten umkreist werden.

[Spocky]

Ich denke mal, dass ein Grund dafür, warum es so viele "Ausnahmen" gibt, auch die Art ist, wie man diese Planeten entdeckt. Man beobachtet sie ja in den seltensten Fällen direkt, was afaik ohnehin erst 1 oder 2x der Fall war, sondern man beobachtet ihre Wirkung auf ihren Stern. Die Effekte sind umso größer, je größer und je näher ein Planet sich seiner Sonne angenähert hat. Dadurch ist es logisch, dass die Planeten, die massereich und nah an ihren Sternen sind auch am leichtesten entdeckt werden.

[Sternengucker]

@Bynaus, ja wäre es wirklich wissenschaftlich glaubhaft, dass ein erdgroßer Mond der etwa in 1 AU Abstand eine Sol-ähnliche Sonne umkreist auch wirklich Leben unterhalten könnte? Gibt es keine Kontraindikationen durch zu starken Schwerkrafteinfluss des Hauptplaneten oder zu stark schwankende Temperaturen vor und hinter dem Planeten oder sowas? Wäre es nicht wahrscheinlich, dass der Mond letztlich genau wie unser Mond so abgebremst werden würde, dass er dem Planeten immer nur eine Seite zuwenden würde oder fehlt dazu meist ein bestimmtes Verhältnis von Größen und Massen der beiden Himmelskörper? Und wie würden sich fünf oder fünfzehn andere Monde auf diesen erdgroßen Begleiter auswirken? Oder ein Saturn-Ring?

Kennst du dazu Theorien?

[Spocky]

Ich bin zwar nicht Bynaus, aber ich versuch trotzdem mal zu Antworten

Nun, der Planet ist ja nicht die Sonne, also hat die Tatsache, dass der - ich nenn ihn jetzt mal - Klasse M Mond ständig dieselbe Seite zum Planeten richtet wenig mit seiner eigenen Temperatur zu tun. Zwar ist auf unserem Mond ein sehr starker Temperaturunterschied festzustellen, was aber auch daran liegt, dass er keine ausgleichende Atmosphäre uns - was noch gravierender ist - keine ausgleichenden Meeresströme besitzt.

Zudem hätte der Klasse M Mond auch eine höhere Umlaufgeschwindigkeit wegen der größeren Masse seines Planeten.

Prinzipiell ist auch zu sagen, dass sich das Leben den Bedingungen anpsst und selten umgekehrt . Das bedeutet, dass sich das Leben eben so entwickeln würde, dass es mit den dortigen Bedingungen zurecht käme und wenn dies eben starke Temperaturschwankungen wären, dann wäre es eben so. Solange es in einem gewissen Maße bliebe (das btw. noch nicht mal auf dem Mond überschritten wird), wäre dies kein Hindernis, imho.

[Sternengucker]

Ich dachte eher an das lange Verweilen hinter dem Planeten (Monde haben ja oft Monaden ehh Monate als Umlaufzeiten ) Das dürfte den Temperaturausgleich ziemlich durcheinander bringen, oder?

[LuckyGuy]

Wenn man sich den Erdenmond betrachtet, dann stellt man leicht fest, dass nur ausgesprochen selten eine totale und auch nicht sehr oft einen partielle Mondfinsternis herrscht.

So oft geschieht es also gar nicht, dass unser Mond von der Sonne nicht voll angestrahlt wird - und wenn dies geschieht, dann ist es nur ein sehr kurzes Ereignis...

[Spocky]

@ LuckyGuy: Ein Gasriese ist dann doch wohl ein anderes Kaliber, als die Erde, also gäbe es dann auf dem Mond schon öfter eine Sonnenfinsternis.

Ich denk aber mal trotzdem nicht, dass diese Sonnenfinsternis mehrere Tage andauern wird. Erstens müssten ja die Monde schon noch ein Stück weg sein, da sonst die Gezeitenkräfte zu groß sind und ein Stück weiter weg bedeutet halt auch, dass die Sonnenfinsternisse kleiner werden, und zum anderen hast du ja nicht ähnlich langsame Umlaufzeiten, wie bei dem äußeren Planeten um die Sonne.

Vielleicht kennt ja Bynaus nähere Daten, was die Revolutionszeiten der Jupitermonde angeht...

[Bynaus]

Ja, natürlich. Die grossen Jupitermonde (Io, Europa, Ganymed und Kallisto) umkreisen Jupiter in wenigen Tagen. (1.76 Tage für Io, 16 Tage für Kallisto) So nahe an Jupiter aber wäre Leben (versetzen wir Jupiter mal in die 1-AU-Zone und machen seine Monde etwas grösser) nur unter erschwerten Bedingungen möglich - die starke Strahlung des Magnetfeldes von Jupiter könnte Leben zerstören - es sei denn, der erdgrosse Mond verfügt über ein genügend starkes, eigenes gegengerichtetes Magnetfeld, das ihn vor der Strahlung schützt.

Ein erdgrosser Planet könnte einen Gasriese beispielsweise so umkreisen, dass er alle paar Tage einen Umlauf abschliesst. Das wäre noch erträglich. Andernseits könnte ein erdähnlicher Planet auch einen Braunen Zwerg umkreisen und seine Wärme von ihm, sein Licht aber von einem weiter entfernten grossen Stern beziehen (bei einem Doppelsystem BraunerZwerg-Grosser Stern beispielsweise).

[Spocky]

@ Bynaus: Ich dachte in einem Dopelsternensystem könnte man keine stabilen Planetnumlaufbahnen finden. Wenn das Licht des entfernteren aber noch stark genug wäre, müsste der doch auch noch ganz nahe sein, oder?

[Bynaus]

Oh, es gibt Planeten in Doppelsternsystemen. Gamma Cephei ist ein Beispiel. Dabei umrundet der Planet die eine Komponente des Doppelsternsystems, während die andere weit genug weg ist. Eine Faustregel besagt, dass Planeten bis zu einem Viertel der Entfernung zum Nachbarstern in stabilen Bahnen umlaufen können.

Beispiel: Alpha Centauri A und B umkreisen einander, die nächste Annäherung beträgt 11.3 AU. Das heisst, bis in eine Entfernung von 2.9 AU von den beiden Sternen sind Planetenbahnen stabil. Alpha Centauri könnte also sehr gut von einer "zweiten Erde" umkreist sein.

Ich bin mir Momentan nicht darüber im Klaren, ob ein Planet bekannt ist, der BEIDE Komponenten eines Doppelsternsystems auf einer weiten Bahn umkreist. Ich seh mal nach.

Was ich in meinem Beispiel oben meinte war, dass der Planet den Braunen Zwerg in einer engen Bahn umkreist, und der Braune Zwerg selbst um den Stern kreist. Je nachdem, ob man einen Braunen Zwergen als Planet oder Stern bezeichnet, wird das ganze dann ein Planeten- oder Doppelsternsystem. Das wäre, so lange der Abstand von Stern und braunem Zwerg genügend gross ist, problemlos möglich.

[Spocky]

Windgeschwindigkeiten von bis zu 14.500 km/h kann es auf Planeten in großer Sonnennähe geben, die kaum Temperaturunterschiede zwischen Tag- und Nachtseite aufweisen. Dies ergaben Berechnungen aus Beobachtungen dreier Hot Jupiters:

http://www.netzeitung.de/spezial/weltraum/489708.html